Voormalig Nikhef-promovenda Melissa van Beekveld is de winnaar van de Kluyver-prijs voor de beste samenvatting van een proefschrift in het jaar 2020. In september promoveerde de theoretisch natuurkundige in Nijmegen.
Het proefschrift van Melissa van Beekveld (Oss, 1992) gaat over de rekentechnieken die theoretici gebruiken om uitkomsten van metingen te voorspellen uit de deeltjestheorie, het Standaardmodel. Van Beekveld laat zien hoe die preciezer kunnen zonder dat het rekenwerk onmogelijk gecompliceerd wordt, via zogeheten hersommatie.
Daarnaast bekijkt ze opnieuw de kansen van een uitbreiding van het Standaardmodel met zogeheten supersymmetrie. Die SUSY zou een aantal toevalligheden in de huidige theorie beter verklaren en mogelijk ook vertellen waaruit donkere materie bestaat.
Tot nog toe zijn de extra deeltjes die SUSY voorspelt, niet in experimenten gevonden. Maar de promovenda laat zien dat de theorie nog verre van uitgesloten is, de experimenten kunnen daar eigenlijk nog geen uitsluitsel over geven.
Twee proefschriften
‘Twee onderwerpen waar je gemakkelijk twee proefschriften over had kunnen schrijven, en ik vond het moeilijk om te kiezen’, vertelde Van Beekveld eerder in het Nikhef-magazine Dimensies. ‘Maar ik ben nu eenmaal koppig en heb het dus gewoon allebei gedaan.’ Haar promotie kreeg een beoordeling cum laude.
De jury van de Kluyver-prijs is lovend over Van Beekvelds samenvatting van haar proefschrift, die zowel in het Engels als het Nederlandse in haar boek staat. Die is uitermate toegankelijk, en toch precies en ter zake, aldus voorzitter en voormalig Nikhef-directeur Jos Engelen.
Van Beekveld, nu als postdoc aan het werk in Oxford, heeft er dan ook lang en hard aan gewerkt, bekent ze. ‘Ik wilde per se dat mijn ouders het zouden kunnen lezen. Ik kom uit een familie waar wetenschap helemaal niet vanzelfsprekend is. Ik wilde ze duidelijk uitleggen waar ik die vier jaar zo mee bezig was geweest. En dat is gelukt, geloof ik, na een aantal iteraties met mijn partner en wat vrienden als meelezers. Mijn vader en moeder waren er heel blij mee. Mijn vader begon meteen herinneringen aan vroeger op te halen.’
Vleermuizen en koeien
De samenvatting begint dan ook op een augustusavond in haar jeugd, als ze buiten naar de sterren kijkt en de vleermuizen motjes ziet jagen. Waarom vangen die geen muggen, vraagt ze zich af. Omdat de sonar van de vleermuis niet hoogfrequent genoeg is om zulke kleine objecten te volgen, is het antwoord. En dat is de opmaat naar een verhaal over de experimenten in de deeltjesfysica, waar hogere energie nodig is om de kleinste deeltjes te kunnen waarnemen.
Haar uitleg over hersommatie-methodes is ook voorbeeldig. Die begint Van Beekveld met een verhaal over de simpelste beschrijving van een koe (“Is rond, heeft een hoofd, oren en een neus”). Dat zou ook een varken kunnen zijn. Meer detail over de staart (“pluizig”) maakt dat we een koe van een varken kunnen onderscheiden.
Op diezelfde manier maken theoretici berekeningen: eerst grof en dan stap voor stap met meer detail, zogeheten storingsrekening. Van Beekveld legt geduldig uit hoe die aanpak tot problemen leidt als een extra term helemaal geen detail blijkt en hoe dat kan worden voorzien en aangepakt.
Uitnodigend willen zijn
Dat is een abstract wiskundig onderwerp, en de analogieën hebben hun beperkingen, erkent ze. ‘Dit zijn dingen waar je tien jaar voor moet studeren, daar hoeven we niet geheimzinnig over te doen. Maar ik vind dat je als wetenschapper in elk geval uitnodigend moet zijn naar de buitenwereld: als je wilt doe ik mijn best om het aan je uit te leggen.’
De Kluyverprijs bestaat uit een cheque van 2500 euro voor de winnaar, die wordt uitgereikt op de wetenschappelijk jaarvergadering van Nikhef, de zogeheten Jamboree. Die is dit jaar op 14 en 15 december volledig online, in verband met corona.
Het prijzengeld krijgt een goede bestemming, verzekert Van Beekveld. ‘Ik bekijk momenteel hoe ik het aan mijn zusje kan geven, die op een kinderboerderij werkt waar ze het niet breed hebben en wel een hoop moet gebeuren.’
Meer informatie over de Jan Kluyver prijs